Может ли гравитация скрутить время в узел? Астрономы подтвердили эффект, который трудно даже представить.

Впервые астрономам удалось напрямую зафиксировать один из самых трудноловимых эффектов общей теории относительности. Наблюдая мощный всплеск в глубоком космосе, международная команда получила доказательства того, что пространство-время действительно скручивается вокруг быстро вращающейся чёрной дыры, как это предсказывал Альберт Эйнштейн более ста лет назад.

Исследование связано с AT2020afhd, редким событием, при котором сверхмассивная чёрная дыра разорвала звезду на части. Обломки образовали яркий аккреционный диск, а струи вещества устремились наружу почти со скоростью света. Учёные заметили, что радиосигналы и рентгеновское излучение от этого события изменялись с одинаковой 20-дневной периодичностью. Это указало на совместное «качание» диска и джета, что стало характерным признаком прецессии Лензе–Тирринга — скручивания пространства-времени вращающейся чёрной дырой.

По словам Косимо Инсерры из Университета Кардиффа, это наиболее убедимое подтверждение такого эффекта, полученное на наблюдениях. Он отметил, что поведение объекта точно вписывается в предсказания общей относительности, где вращающаяся чёрная дыра как бы «увлекает» пространство-время в медленную спираль. Эти данные помогают лучше понять, как звезда разрывается в приливном событии, и какие процессы управляют формированием аккреционного диска и джетов.

Ученых привлекла необычная динамика радиосигналов. В отличие от аналогичных событий, их характеристики быстро менялись и не укладывались в привычные механизмы, связанные с потоками энергии вокруг чёрной дыры. Это укрепило интерпретацию о воздействии прецессии и дало новый инструмент для изучения вращения и аккреции.

Команда использовала рентгеновские данные обсерватории NASA Swift и радионаблюдения массива Very Large Array, а также спектроскопию, позволившую оценить структуру и состав окрестной материи. Совокупность результатов совпала с теоретическими моделями, предсказывающими «вибрацию» пространства-времени под влиянием вращения чёрной дыры.

По словам Инсерры, наблюдение показывает, как экстремальная гравитация формирует окружение таких объектов. Он сравнил процесс с тем, как вращающееся тело создаёт поле, способное влиять на движение окружающей материи. В этом случае чёрная дыра создаёт гравитомагнитное воздействие, определяющее поведение близлежащих звездных обломков.

Учёный отметил, что открытие напоминает о сложности процессов, происходящих в космосе, и о том, насколько много неизученных объектов ещё предстоит обнаружить. Оно также подчеркивает растущие возможности современной астрономии, которая позволяет видеть разнообразие явлений, созданных природой.

Работа завершает многолетний путь от теоретических предсказаний Эйнштейна до их подтверждения на одном из самых разрушительных событий во Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.